基于脑电信号的睡眠分期算法研究

发布时间：2017-06-13 08:02

  本文关键词：基于脑电信号的睡眠分期算法研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：睡眠质量与人类健康息息相关,准确的睡眠质量监测对于帮助人们改善睡眠质量能够起到有效的监督作用。以MIT-BIH多导睡眠数据库slp01、slp02和slp04等3个样本的脑电信号为分析对象,采用sym7小波对其进行7层分解以去除高频细节信号,得到较为纯净的脑电信号。然后通过非线性符号动力学分析,去趋势波动分析以及频谱分析,分别提取符号熵指数,去趋势波动指数以及δ频带能量比等3个参数,对每个样本采用Kennard-Stone方法按照4∶1的比例建立校正集样本和预测集样本,并结合最小二乘支持向量机分类器进行样本训练拟合与分类识别。结果表明,3个特征参数与睡眠状态具有高度相关性,相关系数绝对值均高于0.83,并且确定了符号熵参数的嵌入维数为4,延迟常数为1,去趋势波动指数的分段区间为30~500,平均的睡眠分期正确率可达92.87%,比基于复杂度、近似熵等算法的分类正确率提高约5%。
【作者单位】： 哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院;海南合美医疗器械有限公司;哈尔滨医科大学附属第一医院;
【关键词】： 脑电信号 符号熵 去趋势波动指数 频带能量比 支持向量机
【基金】：哈尔滨工业大学理工医交叉学科基础研究培育计划(HIT.IBRSEM.2013005) 海口市2013年科技计划项目(2013-02)
【分类号】：TN911.7
【正文快照】： 引言睡眠障碍不仅影响人的工作效率,还关系到人类的健康[1]。以2013年的统计数据为例,我国的各类睡眠障碍者占总人群的比例高达38%,高于世界27%的平均水平[2]。不良的睡眠状况不仅影响人的生理系统、免疫系统,还会间接增加高血脂、高血糖以及高血压等疾病的发病率[3]。有效的

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 马千里;卞春华;王俊;;脑电信号的标度分析及其在睡眠状态区分中的应用[J];物理学报;2010年07期

【共引文献】

中国期刊全文数据库 前8条

1 周小勇;;一种具有恒Lyapunov指数谱的混沌系统及其电路仿真[J];物理学报;2011年10期

2 刘仙;马百旺;刘会军;;神经群模型中癫痫状棘波的闭环控制性能研究[J];物理学报;2013年02期

3 罗哲贤;余晖;平凡;马革兰;;涡旋轴对称化的分形维数表征[J];物理学报;2012年24期

4 张梅;王俊;;基于改进的符号相对熵的脑电信号时间不可逆性研究[J];物理学报;2013年03期

5 张梅;崔超;马千里;干宗良;王俊;;基于符号化部分互信息熵的多参数生物电信号的耦合分析[J];物理学报;2013年06期

6 吴莎;李锦;张明丽;王俊;;基于改进的符号转移熵的心脑电信号耦合研究[J];物理学报;2013年23期

7 姚文坡;刘铁兵;戴加飞;王俊;;脑电信号的多尺度排列熵分析[J];物理学报;2014年07期

8 王凯明;钟宁;周海燕;;基于改进功率谱熵的抑郁症脑电信号活跃性研究[J];物理学报;2014年17期

中国硕士学位论文全文数据库 前3条

1 蔡冬梅;基于非线性特征的癫痫脑电信号识别算法[D];山东大学;2011年

2 马百旺;代数估计滤波方法的应用[D];燕山大学;2012年

3 高琦;便携式睡眠监护系统的研究[D];燕山大学;2013年

【二级参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 宁艳;江朝晖;安滨;冯焕清;;睡眠生理参数的去趋势波动分析[J];生物医学工程学杂志;2007年02期

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 董盟盟;仲轶;徐洁;戴体俊;刘功俭;;基于小波分析的脑电信号处理[J];电子设计工程;2012年24期

2 李志瑞;张文杰;;通用脑电信号处理——微机系统初探[J];河北师范大学学报;1988年Z1期

3 ;小样本脑电信号(EEG)处理系统[J];北京理工大学学报;1989年02期

4 陈永华;朱林剑;包海涛;孙守林;;一种新型脑电信号的采集方法和应用[J];传感器与微系统;2006年03期

5 黄翠玲;陈新;;脑电信号采集与管理系统的设计与实现[J];计算机与数字工程;2008年09期

6 张雪燕;冯姚震;马敏飞;杨晟刚;;脑电信号的分析和监测[J];电子技术应用;2011年01期

7 ;《小样本脑电信号处理系统》通过部级鉴定[J];北京工业学院学报;1988年03期

8 梅村，何育芬;脑电信号的自适应分段和分类存档[J];北京邮电大学学报;1994年01期

9 梅村，张玉艳，娄瑜;脑电信号的压缩与恢复[J];北京邮电大学学报;1995年04期

10 沈民奋,黎展程,孙丽莎;小波包熵在脑电信号分析中的应用[J];数据采集与处理;2005年01期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 薛蕴全;王秋英;王宏;;脑电信号的动态时空响应拓扑图[A];中国仪器仪表学会第三届青年学术会议论文集（上）[C];2001年

2 王裕清;粱平;郭付清;张登攀;;脑电信号诊断专家系统的研究[A];中国生理学会第21届全国代表大会暨学术会议论文摘要汇编[C];2002年

3 朱林剑;包海涛;孙守林;梁丰;;新型脑电信号采集方法与应用研究[A];大连理工大学生物医学工程学术论文集（第2卷）[C];2005年

4 许涛;朱林剑;包海涛;;基于思维脑电信号的假手的研究[A];提高全民科学素质、建设创新型国家——2006中国科协年会论文集（下册）[C];2006年

5 李爱新;孙铁;郭炎峰;;基于人工神经网络的脑电信号模式分类[A];自动化技术与冶金流程节能减排——全国冶金自动化信息网2008年会论文集[C];2008年

6 童珊;黄华;陈槐卿;;混沌理论在脑电信号分析中的应用[A];中国生物医学工程学会第六次会员代表大会暨学术会议论文摘要汇编[C];2004年

7 李凌;曾庆宁;尧德中;;利用两级抗交叉串扰自适应滤波器提取诱发脑电信号[A];中国生物医学工程学会第六次会员代表大会暨学术会议论文摘要汇编[C];2004年

8 葛家怡;周鹏;王明时;;睡眠脑电信号样本熵的研究[A];中国生物医学工程进展——2007中国生物医学工程联合学术年会论文集（下册）[C];2007年

9 李丽君;黄思娟;吴效明;熊冬生;;基于运动想象的脑电信号特征提取与分类[A];中国仪器仪表学会医疗仪器分会2010两岸四地生物医学工程学术年会论文集[C];2010年

10 葛家怡;周鹏;王明时;;睡眠脑电信号样本熵的研究[A];天津市生物医学工程学会2007年学术年会论文摘要集[C];2007年

中国重要报纸全文数据库 前1条

1 张文清　记者 王春;意念控制车速及左右转弯前行[N];科技日报;2008年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 彭宏;普适化脑电信息感知关键问题的研究[D];兰州大学;2015年

2 吴玉鹏;AR谱在皮层痫样脑电信号分析应用[D];河北医科大学;2015年

3 吴畏;基于统计建模的多导联脑电信号时空建模方法研究[D];清华大学;2012年

4 孙宇舸;脑—机接口系统中脑电信号处理方法的研究[D];东北大学;2012年

5 周群;脑电信号同步：方法及应用研究[D];电子科技大学;2009年

6 赵丽;基于脑电信号的脑-机接口技术研究[D];天津大学;2004年

7 李春胜;脑电信号混沌特性的研究与应用[D];东北大学;2011年

8 欧阳高翔;癫痫脑电信号的非线性特征识别与分析[D];燕山大学;2010年

9 缪晓波;基于脑电信号的认知动力学系统研究——线性/非线性方法及动态时—频—空分析[D];重庆大学;2004年

10 张美云;阿尔茨海默病脑电信号多尺度时空定量特征研究[D];天津医科大学;2012年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 于洪;基于脑电信号的警觉度估计[D];上海交通大学;2007年

2 蒋洁;基于高性能计算的脑电信号分析[D];燕山大学;2010年

3 张志琴;脑电信号的复杂性分析[D];中南大学;2009年

4 许凤娟;脑电信号采集与分析系统的设计[D];长春理工大学;2011年

5 曹铭;意识障碍患者脑电信号的非线性动力学评价分析[D];杭州电子科技大学;2012年

6 薛吉星;多通道脑电信号采集与处理系统研究[D];华南理工大学;2015年

7 刘静;基于加权排序熵的多通道脑电信号同步算法研究[D];燕山大学;2015年

8 陈泽涛;基于脑电信号分析的AD早期评估系统的设计与实现[D];燕山大学;2015年

9 王欢;基于非平稳时间序列分析方法的脑电信号模式识别[D];苏州大学;2015年

10 王琼颖;脑电信号的非线性动力学分析及其在睡眠分期中的应用[D];哈尔滨工业大学;2015年

  本文关键词：基于脑电信号的睡眠分期算法研究，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：446026